CN204647382U - 一种新型的水下闸阀阀座密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种新型的水下闸阀阀座密封结构，其包括：U型密封圈，所述U型密封圈的横截面呈U型，所述U型密封圈的两条侧边的外侧设有凸起，所述凸起为密封结构的密封面，所述U型密封圈开口处的两个顶端设有对称的折边；金属弹片，所述金属弹片的截面呈U型，所述金属弹片的两条侧边之间距离从底部到顶部逐渐增大，所述金属弹片的两个顶端卡紧在所述密封圈的两个顶端的折边内；金属骨架，所述金属骨架位于所述U型密封圈和金属弹片内，且将所述金属弹片压紧在所述密封圈内。在密封圈内加设金属骨架以增加弹性，可以提供高回弹力，使阀座在空载或低压工况时始终与阀板相贴合，实现并加强密封效果。

Description

一种新型的水下闸阀阀座密封结构

技术领域

本实用新型涉及海洋石油开采设备，具体地说，涉及一种新型的水下闸阀阀座密封结构。

背景技术

海洋石油开采设备中，水下闸阀是水下采油树的核心部件之一，水下闸阀的可靠性及寿命取决于其阀板与阀座处密封结构件的性能。

目前，传统运用于水下闸阀中阀板与阀座处的密封结构一般为金属密封或非金属密封。对于使用较多的非金属密封，由于非金属自身材质易腐蚀和老化特点，非金属结构件无法长期适应阀腔内部高压、强腐蚀和强冲击性的介质环境，因此无法满足水下阀门20年不保养、不更换的使用要求；对于金属密封结构，在水下闸阀长期开启和关断情况下，传统的金属密封结构易受磨损，导致阀板与阀座处的间隙不断增大，最终易导致阀的密封失效，使阀的密封时间或阀的开启和关断的次数有限，或水下闸阀根本无法适应采油树对石油的开采。

因此，需要一种新型的阀座密封结构，能够保留金属及非金属密封的优点同时克服上述缺点，以适应海洋石油开采的复杂工况环境。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种新型的水下闸阀阀座密封结构，在密封圈内部加设金属骨架作为增加弹性的辅助部件，可以提供高回弹力，使阀座在空载或低压工况时始终与阀板相贴合，实现并加强密封效果。

为实现上述目的，本实用新型提供一种新型的水下闸阀阀座密封结构，其包括：U型密封圈，所述U型密封圈的横截面呈U型，所述U型密封圈的两条侧边的外侧设有凸起，所述凸起为密封结构的密封面，所述U型密封圈开口处的两个顶端设有对称的折边；金属弹片，所述金属弹片的截面呈U型，所述金属弹片的两条侧边之间距离从底部到顶部逐渐增大，所述金属弹片的两个顶端卡紧在所述密封圈的两个顶端的折边内；金属骨架，所述金属骨架位于所述U型密封圈和金属弹片内，且将所述金属弹片压紧在所述密封圈内。

优选地，所述U型密封圈为U型橡胶密封圈。

另外，优选地，所述金属骨架一端将所述弹片抵在所述U型密封圈上，闸阀向所述金属骨架的另一端提供压力，且将所述金属弹片压紧在所述U型密封圈上。

从上述的描述和实践可知，本实用新型提供的新型的水下闸阀阀座密封结构，其中，U型密封圈为U型橡胶密封圈，在U型密封圈内部加设金属弹片和金属骨架作为增加弹性的辅助部件，金属弹片从内向外支撑U型密封圈，金属骨架将金属弹片压紧在U型密封圈内，金属弹片具有弹性，且向作为密封面的U型密封圈外侧凸起提供支撑力和应力补偿，实现径向补偿，提供由内向外的密封压力，承受由外向内的外加压力，可以提高阀座密封结构的回弹力以及与待密封件的贴合度，从而保证密封性能；阀座密封结构作为动密封应用在水下闸阀上，阀座密封结构位于水下闸阀的阀座和阀体之间，阀座密封结构具有一定的弹性，保证水下闸阀在使用状态中的阀板与阀座、阀座与阀体之间留有间隙；水下闸阀在闭合状态中的阀板与阀座、阀座与阀体处于密封状态；也就是说，阀座密封结构使阀座在空载或低压工况时始终与阀板相贴合，实现并加强密封效果；而且，可以相对增加弹性形变量，相对增加了阀板与阀座、阀座与阀体之间的浮动间隙，避免在开关过程中造成的磨损。

附图说明

通过下面结合附图对实施例的描述，本实用新型的上述特征和技术优点将会变得更加清楚和容易理解。在附图中，

图1是本实用新型一个实施例所述的新型的水下闸阀阀座密封结构的截面示意图；

图2是含有图1所示的新型的水下闸阀阀座密封结构的水下闸阀的使用状态示意图；

图3是图2所示的水下闸阀的局部放大图。

附图标记：

水下闸阀100；

1：阀体；11：阀通道；12：阀腔；2：阀座；21：金属密封面；22：凹槽；

3：阀板；31：阀门控制通孔；4：阀座密封结构；41：U型密封圈；

411：凸起；412：折边；42：金属弹片；43：金属骨架； 

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型一个实施例所述的新型的水下闸阀阀座密封结构的截面示意图。如图1所示，新型的水下闸阀的阀座密封结构4包括：U型密封圈41、金属弹片42和金属骨架43。

U型密封圈41的横截面呈U型，U型密封圈41的两条侧边的外侧设有凸起411，两个凸起411的外表面为密封结构的密封面，U型密封圈41以及两侧的凸起411可以承受双向的压力。

U型密封圈41的开口处的两个顶端设有对称的折边412。两个折边412使得U型密封圈41的开口宽度相对减小。优选地，U型密封圈41为U型橡胶密封圈。

金属弹片42位于U型密封圈41的内部，用于从内部支撑U型密封圈41。金属弹片42呈U型，金属弹片42的开口方向与U型密封圈41的开口方向相同。金属弹片42的两条侧边之间距离从底部到顶部逐渐增大，金属弹片42的两个顶端卡紧在U型密封圈41的两个顶端的折边412内，或折边412的凹槽内，避免在使用时从U型密封圈41内滑脱。

金属弹片42可以承受双向的压力，同时支撑U型密封圈41承受双向的压力，金属弹片42的两条侧边分别向U型密封圈41两侧的两个凸起411提供支撑力，U型密封圈41与金属弹片42同时提供由内向外的密封压力，承受由外向内的外加压力。

金属骨架43位于U型密封圈41和金属弹片42的中部，用于将金属弹片42压紧在U型密封圈41内，避免金属弹片42从U型密封圈41内脱离。金属骨架43通常为一个柱形杆体或者基环。优选地，金属骨架43一端将金属弹片42的底部抵在U型密封圈41底部，闸阀向金属骨架43的另一端提供压力，例如，金属骨架43的另一端抵在闸阀的阀座上或者抵在闸阀的阀体上，将金属弹片42压紧在U型密封圈41上，以确保金属弹片42和U型密封圈41之间的紧密结合，避免U型密封圈41受力时，金属弹片42产生移动或脱离U型密封圈 41。

图2是含有图1所示的新型的水下闸阀阀座密封结构的水下闸阀的使用状态示意图。图3是图2所示的水下闸阀的局部放大图。如图2和图3所示，水下闸阀100包括：阀体1、阀座2、阀板3和阀座密封结构4。

阀体1包括阀通道11和阀腔12，阀通道11的端部设有阀座2，阀座2与阀通道11相互连通，阀座2和阀腔12之间设有阀板3，阀板3可以用于阻隔阀通道11与阀腔12之间的连通，此时，水下闸阀100处于关闭状态；当阀板3的阀门控制通孔31与阀座2相对时，阀通道11、阀座2以及阀腔12相互连通，此时，水下闸阀100处于开启状态。

阀座2的背侧设有金属密封面21，金属密封面21上设有多个对称设置的且由突起分隔开的凹槽22。在本实施例中，金属密封面21上设有四个对称设置的凹槽22。其中，两个凹槽22靠近阀座2的外径，另两个凹槽靠近阀座2的内径。每个凹槽22与其相对的阀体1形成一个腔体，该腔体用于容纳阀座密封结构4，阀座密封结构4包括U型密封圈41、金属弹片42和金属骨架43。

在本实施例中，阀座2上设有4个阀座密封结构4，每个阀座密封结构4位于一个凹槽22和阀体1形成的腔体内。其中，两个靠近阀座2外径的两个腔体(即角槽构成的腔体)的体积大于两个靠近阀座2内径的两个腔体(凹槽构成的腔体)的体积，则靠近阀座2外径的腔体内的两个阀座密封结构4的直径大于靠近阀座2内径的腔体内的两个阀座密封结构4的直径，即位于角槽构成的腔体内的阀座密封结构4的直径大于凹槽构成的腔体内的阀座密封结构4的直径；而且，直径大的两个阀座密封结构4的开口方向朝向阀座2外侧，直径小的两个阀座密封结构4的开口方向朝向阀座2内侧。每个阀座密封结构4的一侧侧壁抵住凹槽22，另一侧侧壁抵住凹槽22相对的阀体1。

阀座密封结构4横置在凹槽22内，其中，U型密封圈41的一侧凸起411抵在阀座2的金属密封面21上，另一侧凸起411抵在与金属密封面21相对的阀体1上。

当金属弹片42的两个顶端卡紧在U型密封圈41的两个顶端的折边412内，阀座密封结构4的金属骨架43的一端将金属弹片42压紧在U型密封圈41上，金属骨架43的另一端抵在腔体的内壁上，或抵在阀座2上，或抵在阀体1上，腔体的内壁可以向金属骨架43的另一端提供压力，以确保金属弹片42和U型 密封圈41的紧密结合。

金属骨架43在密封过程中限制阀座密封结构4的受到的最大受挤压量，防止U型密封圈41和金属弹片42挤压受损；金属弹片42在密封过程中为U型密封圈41提供弹力，增加阀座密封结构4的弹性性能，保证阀座2与阀体1的密封。

下面介绍新型的水下闸阀阀座密封结构以及水下闸阀的使用过程。

当阀板3通过阻挡阀座2用于阻隔阀通道11与阀腔12的连通时，水下闸阀处于关闭状态，此时，阀座密封结构4受到两侧的挤压力，即同时承受阀板3、阀座2和阀体1分别施予阀座密封结构4的双向压力，U型密封圈41和金属弹片42均产生弹性形变，金属弹片42可以为U型密封圈41两侧的凸起411提供支撑力，增加阀座密封结构4与阀体1、阀座2、阀板3之间的贴合度，从而保证了水下闸阀的良好密封性。

当阀板3的阀门控制通孔31与阀座2相对时，阀通道11、阀座2以及阀腔12相互连通，阀门整体处于开启状态，此时，阀板3、阀座2和阀体1加载在阀座密封结构4上的挤压力被卸载，阀座密封结构4在受力状态下产生的弹性形变可以得到恢复，相对增加了阀板3、阀座2、阀体1之间的浮动间隙，避免水下阀门在开关过程中造成的磨损。

通过上述本实用新型提供的实施例提供的新型的水下闸阀阀座密封结构，其中，U型密封圈为U型橡胶密封圈，在U型密封圈内部加设金属弹片和金属骨架作为增加弹性的辅助部件，金属弹片从内向外支撑U型密封圈，金属骨架将金属弹片压紧在U型密封圈内，金属弹片具有弹性，且向作为密封面的U型密封圈外侧凸起提供支撑力和应力补偿，实现径向补偿，提供由内向外的密封压力，承受由外向内的外加压力，可以提高阀座密封结构的回弹力以及与待密封件的贴合度，从而保证密封性能；阀座密封结构作为动密封应用在水下闸阀上，阀座密封结构位于水下闸阀的阀座和阀体之间，阀座密封结构具有一定的弹性，保证水下闸阀在使用状态中的阀板与阀座、阀座与阀体之间留有间隙；水下闸阀在闭合状态中的阀板与阀座、阀座与阀体处于密封状态；也就是说，阀座密封结构使阀座在空载或低压工况时始终与阀板相贴合，实现并加强密封效果；而且，可以相对增加弹性形变量，相对增加了阀板与阀座、阀座与阀体之间的浮动间隙，避免在开关过程中造成的磨损。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种新型的水下闸阀阀座密封结构，其特征在于，其包括：

U型密封圈，所述U型密封圈的横截面呈U型，所述U型密封圈的两条侧边的外侧设有凸起，所述凸起为密封结构的密封面，所述U型密封圈开口处的两个顶端设有对称的折边；

金属弹片，所述金属弹片的截面呈U型，所述金属弹片的两条侧边之间距离从底部到顶部逐渐增大，所述金属弹片的两个顶端卡紧在所述密封圈的两个顶端的折边内；

金属骨架，所述金属骨架位于所述U型密封圈和金属弹片内，且将所述金属弹片压紧在所述密封圈内。

2.如权利要求1所述的新型的水下闸阀阀座密封结构，其特征在于，所述U型密封圈为U型橡胶密封圈。

3.如权利要求1所述的新型的水下闸阀阀座密封结构，其特征在于，所述金属骨架一端将所述弹片抵在所述U型密封圈上，闸阀向所述金属骨架的另一端提供压力，且将所述金属弹片压紧在所述U型密封圈上。